2017 Fiscal Year Annual Research Report
ダスト存在下における大質量星からの輻射フィードバック
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17J04872
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
一色 翔平 北海道大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | ダスト / 輻射輸送 / 流体力学 / 星形成領域 / 電離領域 / フィードバック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は大質量星からの輻射による星形成領域への影響について、主にダストの赤外線再放射等、ダストの役割に注目して研究を行っている。平成29年度は以下の研究結果を得た。
(1)これまでの研究では、星形成領域での大質量星からの輻射の影響を調べる際、ダストとガスの間の速度差は無視できると仮定している。しかし、本研究で、輻射圧によって両者の間には無視でき無い速度差が生じ、大質量星付近ではダストの無い領域が形成されることを示した。また、このダストの無い領域の規模は観測から示唆された規模と同程度の大きさであった。この研究成果については、主著の査読論文として出版した。また、国際研究会等で報告を行った。
(2)大質量星からの輻射フィードバックとして、光電離、輻射圧以外にFar Ultra-Violet (FUV)がダストに吸収されて生じるphoto electric grain heatingがある。この物理過程によって矮小銀河の星形成活動が抑制されることが海外の研究グループによって報告された (Forbes et al. 2016)。しかし、この研究ではFUVの減光等が考慮されていなく、photo electric grain heatingの影響を過大評価する可能性がある。故に、ダスト減光等の影響を考慮した1次元輻射輸送計算で調べた。この結果、Forbes et al. (2016) のおいた、減光を無視した仮定ではFUVによる加熱を過大評価している可能性が高いことを示した。この結果は、国内学会で報告を行った。
(3)(1)の研究で判明した、ダストとガス間の速度差は、ブラックホールへのガス降着の際にも影響を与える可能性があることが判明した。計算手法については、(1)で開発した計算コードを用いた。現在は、計算結果をまとめ、論文を執筆している。研究の途中経過については、国内学会で報告を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず概要の(1)の通り、大質量星の輻射が周囲のダストの空間分布に与える影響について、論文としてまとめ、出版されたことが理由である。そして、(1)の研究によって、ダスト・ガス間の速度差を決める上で重要な物理過程であるダストチャージについてのコード開発を完了することができた。
また、(1)のダストのチャージ過程のコードを用いることで、(2)の成果の通り、FUVによるphotoelectric grain heatingについてコード開発を行うことができた。これにより、光電離、輻射圧だけでなく、他の先行研究が主張する重要な物理過程であるphotoelectric grain heatingの影響を組み込んで、さらなる数値シミュレーションを行う展望が開けた。
加えて、(1)で開発したダストチャージや輻射輸送、流体方程式を用いることで、(3)のブラックホールへのガス・ダストの降着過程においても研究成果が得られた。
以上の3項目について成果が得られたため、2とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後については、(1)で開発したコードを用いた、(3)のダストとガスの間の速度差がブラックホールへのダスト・ガスの降着にどのような影響を与えるのかの研究について、引き続き行う予定である。その成果については、論文化、また国際研究会等で報告を行う予定である。
また、引き続き3次元輻射輸送コードの開発を行う予定である。手法については、近似の計算法であるM1 closure を用いる予定である。この時、光電離、輻射圧だけでなく、(2)で開発したFUVによるdust photoelectric heating の影響も組み込んでコード開発を行う予定である。また、この開発した輻射輸送コードを数値計算コードGIZMOに組み込むことで、3次元輻射流体方程式を解く予定である。これによって、大質量星からの輻射フィードバックにおいて、ダストの果たす役割について、より理解を深める。
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